loading

Mechanical distribution of natural enemies in organic pest management of horticultural and floricultural crops

Luogo : Catania, italy, Europe
Sustainable management of natural resources Sustainable management of natural resources
Budget totale: € 58.715,00 | Periodo: Da novembre 2004 A marzo 2011

Sintesi

Presso la Sezione Meccanica e Meccanizzazione del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente (Dipartimento di Ingegneria Agraria durante le attività di ricerca di cui si riferisce) dell’Università degli Studi di Catania sono state realizzate diverse versioni e relative applicazioni di un prototipo atto alla distribuzione meccanica di antagonisti, comunemente utilizzati per il controllo biologico delle colture orticole e floricole, in ambiente protetto e in pieno campo. I risultati ottenuti, in laboratorio e nelle prove di campo, hanno dimostrato la versatilità e l’idoneità del prototipo in programmi di controllo biologico. L'impiego del prototipo consente di ottenere numerosi vantaggi: riduzione dei costi della manodopera, tempestività dei trattamenti, uniformità della distribuzione, migliori rese, sicurezza per gli operatori, salubrità dei prodotti. Il prototipo è stato brevettato in Italia e negli Stati Uniti.

Partnership

Department of Agriculture, Food and Environment - University of Catania - Italia

Candidato guida

Ricerca e didattica

Agris-Brumi s.r.l. - Italia

Partner dell'iniziativa

Progettazione, costruzione e commercializzazione di macchine agricole.

Bioplanet Sca - Italia

Partner dell'iniziativa

Allevamento e commercializzazione di organismi utili all'agricoltira per ladifesa biologica ed integrata.

“La difesa delle colture diventa sostenibile con il distributore meccanico di antagonisti!” Il rilascio di antagonisti di fitofagi nella difesa biologica e integrata viene eseguita nella maggior parte dei casi manualmente, con conseguenze negative in termini di tempestività degli interventi e rilevante costo della manodopera. La Sezione Meccanica e Meccanizzazione del Dipartimento di Gestione dei Sistemi Agroalimentari ed ambientali (DiGeSA ex DIA - Dipartimento di Ingegneria Agraria) dell’Università di Catania ha progettato e realizzato un prototipo di distributore di antagonisti naturali al fine di meccanizzare il rilascio di Phytoseiulus persimilis Athias Henriot e Orius laevigatus (Fieber), comunemente impiegati per la difesa biologica e integrata su colture ortive e ornamentali in ambiente protetto e in pieno campo, al fine di ridurre i tempi e migliorare l’uniformità della loro distribuzione.

Il dispositivo, basato su funzionamento centrifugo, la cui prima versione risale al 2006, permette una distribuzione rapida e omogenea degli antagonisti. Realizzato in collaborazione con la ditta Agris - Brumi s.r.l., il prototipo è stato brevettato in Italia e negli Stati Uniti; nel 2008 è stato premiato quale miglior brevetto dell’Università di Catania nell’ambito del Progetto PROVARE.
Il prototipo ha dimensioni e massa contenute (circa 4 kg) e viene azionato da motori elettrici a bassa tensione (6 V), così da ridurre il livello di pressione sonora generata dal suo funzionamento ed evitare la produzione di gas di scarico.
Con lo scopo di soddisfare esigenze diversificate, sono state realizzate quattro applicazioni, utilizzando sia un solo prototipo applicato ad un telaio dotato di una ruota o anche ad un’asta portata direttamente dall’operatore, sia più prototipi montati in parallelo su una barra portata da una trattrice o posta sopra un carrello, che può essere motorizzato.

Il disegno della sezione del prototipo Dalla sezione del prototipo si possono individuare i componenti e intuire il funzionamento.
Il prototipo di distributore per la difesa biologica delle colture Il prototipo di distributore si adatta bene alla distribuzione di antagonisti naturali quali Phytoseiulus persimilis e Orius laevigatus in colture ortive ed ornamentali.
La distribuzione centrifuga del prodotto La distribuzione del prodotto avviene attraverso il dosatore che ne rilascia la quantità prestabilita. Il prodotto cade sul disco distributore che ruotando fornisce la forza necessaria per raggiungere il bersaglio.

Secondo l’IFOAM, a livello mondiale, il consumo di prodotti biologici è in aumento e le statistiche SINAB confermano la Sicilia in testa, in ambito nazionale, per numero di aziende e operatori coinvolti nel biologico. La domanda di prodotti biologici è sempre più esigente in termini di qualità e sicurezza e le problematiche ambientali sono più sentite dai consumatori e dagli operatori del settore, che indirizzano la produzione di alimenti con strategie di lotta biologica/integrata.
A spingere verso un’agricoltura più sostenibile ha contribuito anche la Direttiva Europea 2009/128/CE, che impone grandi cambiamenti sull’uso dei fitofarmaci: infatti, da gennaio 2014 risulta obbligatorio adottare strategie di lotta integrata. In particolare, viene imposto di adottare tutte le misure necessarie per incentivare una difesa fitosanitaria a basso apporto di pesticidi, privilegiando il più possibile i metodi non chimici.
Allo stato attuale però la distribuzione di antagonisti avviene manualmente.

Prototipo per la distribuzione di antagonisti naturali Interventi meccanizzati in diverse colture quali: peperone, fragola e crisantemo.

I risultati ottenuti dalle prove sperimentali, sia in serra che in pieno campo, non hanno evidenziato né variazioni di vitalità né danni fisici limitanti la mobilità degli artropodi impiegati nella sperimentazione. Anche l’efficacia del trattamento di difesa, valutata in termini di tempestività dell’intervento e di uniformità di distribuzione, è risultata tale da far ritenere il prototipo idoneo all’uso in programmi di controllo biologico.
In tutte le prove condotte, sia su solanacee in serra, sia su fragola in pieno campo, che su coltivazioni in serra di crisantemo, gli interventi di difesa con il prototipo sono risultati più efficaci, così come riportato nelle pubblicazioni presentate a Convegni nazionali ed internazionali, rispetto a quanto riscontrato in prove comparative con distribuzione manuale degli stessi antagonisti.

../file-system/small/ppt ../file-system/small/ppt Risultati delle prove sperimentali con il prototipo Si riportano i risultati sperimentali ottenuti con l'impiego delle diverse versioni del prototipo su colture di peperone, fragola e crisantemo.

Se nelle serre sono ormai consolidate le tecniche di lotta biologica ed integrata su numerose colture orticole, quali pomodoro, cucurbitacee, peperone e melanzana, fragola, ed anche, adattandole alle diverse situazioni agro-ambientali, su colture floricole, come ampiamente riportato in letteratura. Tuttavia, in pieno campo ancora non si riscontrano ampie applicazioni anche a causa delle grandi estensioni aziendali da trattare. In tal senso l’impiego del prototipo potrebbe contribuire ad una maggiore diffusione della difesa biologica e/o integrata.
In Italia, inoltre, sono in aumento i produttori che adottano tecniche e metodi di agricoltura biologica e integrata, mirando ad una collocazione del prodotto in nicchie di mercato privilegiato, ottenendo così concreti vantaggi di ordine economico e maggiore rispetto per la salute dell’operatore agricolo, del consumatore e dell’ambiente.

La distribuzione manuale di antagonisti Attualmente la distribuzione di antagonisti dei fitofagi avviene manualmente, con costi elevati della manodopera e con tempi ed efficacia ridotti.
Distribuzione manuale di antagonisti naturali Attualmente in Italia, la distribuzione di antagonisti naturali avviene manualmente con notevoli impieghi di manodopera e tempi di distribuzione poco efficaci.

• Prof. Giacomo Blandini (Professore Ordinario AGR09 - Coordinatore nazionale del progetto PRIN 2007 finanziato dal MIUR, “Meccanizzazione della difesa da fitofagi in regime biologico”)
• Dott.ssa Sabina Failla (Ricercatore confermato AGR09 - Responsabile locale del progetto PRIN 2004-2006 “Distribuzione meccanica di artropodi nella lotta biologica in colture protette)
• Ing. Giuseppe Manetto (Ricercatore confermato AGR09 - Progettista del prototipo)
• Dott. Giuseppe Emma (Dottore di ricerca AGR09)
• Dott.ssa Rita Papa (Tesista)
• Dott.ssa Giovanna Tropea Garzia (Ricercatore confermato AGR11 - Responsabile locale del progetto PRIN 2004-2006 “Distribuzioni meccanizzate di entomofagi su solanacee e cucurbitacee in serra” e del PRIN 2007 “Impiego di ausiliari in colture ortive e ornamentali mediante dispositivi meccanici)
• Dott.ssa Lucia Zappalà (Ricercatore confermato AGR11 – Collaboratore al progetto)
• Sig. Gaetano Sapienza (Responsabile ufficio tecnico e produzione della Agris-Brumi)

I ricercatori inventori del prototipo In primo piano il compianto Prof. Giacomo Blandini, in secondo piano la dott.ssa Sabina Failla e dott. ing. Giuseppe Manetto

Durante gli anni di realizzazione e messa a punto del prototipo sono state affrontate alcune difficoltà legate principalmente alla novità proposta, quando ancora la difesa integrata non era obbligatoria. In ordine di importanza se ne possono citare alcune:
• reperimento di aziende idonee ad effettuare le prove sperimentali di distribuzione degli antagonisti, sia per motivi legati al regime di coltivazione sia per motivi legati alle caratteristiche degli appezzamenti in ambiente protetto o in pieno campo non idonei alla meccanizzazione dell’intervento;
• scarsa uniformità e standardizzazione del materiale biologico da distribuire (antagonisti e materiale disperdente con cui vengono commercializzati), con conseguenti difficoltà nella regolazione della macchina;
• mancanza di un interlocutore che faciliti e incrementi i rapporti tra la ricerca e le imprese costruttrici di macchine, che potrebbero essere interessate alla realizzazione e alla commercializzazione del prototipo.

La barra con i prototipi in una serra di crisantemo Le strutture delle serre non sono attualmente predisposte alla possibilità di ancorare un sistema di distribuzione di antagonisti attraverso una serie di prototipi incardinati su una barra. Pertanto le nostre prove sono state condotte con l'ausilio di un carrello.
La trattrice durante le manovre di voltata in un campo di fragole Le aziende agricole non sempre sono idonee all'introduzione di meccanizzazione della difesa tramite il prototipo proposto. Le forme degli appezzamenti e le modalità di coltivazione non sempre si adattano ad interventi meccanizzati.

Nel meridione d’Italia, in particolare, dove le elevate temperature e i tassi d’umidità obbligano gli agricoltori a ripetere i trattamenti con maggiore frequenza, il problema è più rilevante per la sua incidenza sui costi di produzione, sugli aspetti igienico-sanitari dei prodotti da inviare ai mercati, nonché sulla sicurezza degli operatori.
Con l’impiego del prototipo si possono ottenere ricadute positive a livello ambientale, come ad esempio:
• Riduzione dell'impiego di agrofarmaci, particolarmente significativo in colture protette caratterizzate da un'elevata pressione chimica;
• Miglioramento delle condizioni di lavoro degli operatori, grazie alla riduzione dell'esposizione ai prodotti chimici, ai gas nocivi, al rumore e alle vibrazioni;
• Incremento delle rese e del livello di meccanizzazione delle colture orticole e floricole con implicazioni positive in termini di tempestività degli interventi, che si traduce in maggiore efficacia e abbattimento dei costi della manodopera.

I fitoseidi e il materiale disperdente La difesa biologica richiede l'impiego di prodotti naturali ed ecosostenibili, a vantaggio della salute degli operatori e dei consumatori.
L'Orius laevigatus e il materiale disperdente Le tipologie di prodotto impiegato per la difesa biologica sono diverse ma adattabili alla distribuzione con il prototipo.
La distribuzione del prodotto in serre di peperone La distribuzione meccanizzata degli antagonisti naturali comporta notevoli vantaggi in termini di riduzione dei costi della manodopera e di tempestività ed efficacia degli interventi.

Il miglioramento qualitativo delle rese produttive, la riduzione dei costi di manodopera, il miglioramento delle condizioni di lavoro in termini di sicurezza e salute degli operatori, l’abbattimento della pressione ambientale nonché l'accesso privilegiato a taluni canali commerciali di vendita delle produzioni, sia orticole che florovivaistiche, rappresentano ricadute positive e fattori determinanti per una sostenibilità economica e ambientale di rilevante interesse per gli operatori del comparto.
Tuttavia i promettenti risultati, valutati per questo comparto agricolo con riferimento alla zona oggetto d’analisi, possono considerarsi estensibili anche ad altre aree. Essi fanno prospettare interessanti motivazioni per l’inserimento di tecniche di lotta biologica orientati al rispetto dell’ambiente e al contenimento dei costi di produzione, purché il prezzo di mercato degli ausiliari non costituisca un limite rispetto ai prodotti di sintesi.

../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Lavoro presentato ad un Convegno internazionale Uno dei primi lavori presentati a Convegni internazionali che dimostrava l'utilità del prototipo e l'innovazione introdotta.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Lavoro presentato di recente ad un Convegno internazionale Il lavoro presenta i risultati interessanti ottenuti dalle prove condotte su crisantemo.

Durante l’attività che ha condotto alla messa a punto del prototipo, i risultati sperimentali ottenuti con le diverse versioni del prototipo e le sue applicazioni sono stati oggetto di pubblicazioni e di presentazioni in Convegni nazionali ed internazionali. Sono stati altresì realizzati, nel 2011, un volume dal titolo “La valutazione della difesa biologica come leva di sviluppo competitivo: analisi normativa, tecnica ed economico-agraria”, nel 2010, un CD-Rom dal titolo “Meccanizzazione della difesa da fitofagi in regime biologico”, alcune brochure illustrative. Sempre nel 2010, presso l’EIMA di Bologna è stato organizzato un Convegno divulgativo in cui sono stati presentati i risultati dei progetti nell’ambito dei quali è stato progettato, realizzato e messo a punto il prototipo in oggetto. 

../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Brochure prototipo Si tratta di una brochure che riassume le informazioni salienti relative al prototipo. E' stata realizzata per partecipare al progetto PROVARE dell'Ateneo di Catania.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Lavoro conclusivo del progetto PRIN 2007 incluso nel CD-ROM Si tratta del lavoro conclusivo del progetto PRIN 2007 finanziato dal MIUR che raccoglie i dati e i risultati sperimentali condotti con le diverse applicazioni del prototipo sulle diverse colture.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Volume che raccoglie i risultati del progetto PRIN 2007 Il volume raccoglie i contributi di tutti i partecipanti al progetto PRIN 2007 finanziato dal MIUR a cui hanno partecipato oltre al nostro gruppo di Meccanica agraria anche colleghi di Entomologia e di Economia.